[发明专利]基于压电作动器在线监测与控制主轴-轴承系统预紧力和预紧位移的高速精密主轴系统

摘要

本发明公开了一种基于压电作动器在线监测与控制主轴‑轴承系统预紧力和预紧位移的高速精密主轴系统，包括主轴壳体、前套筒组件、后套筒组件、压电作动器组件和主轴，所述前套筒组件固定安装在主轴壳体内，所述后套筒组件通过球笼导向轴承沿着主轴的轴线滑动地安装在主轴壳体内，主轴通过轴承同轴固定安装在前套筒组件和后套筒组件内，在主轴壳体上沿主轴圆周均布有多个与主轴相平行的用于对后套筒施加轴向载荷的压电作动器组件。本发明同时具有在线监测与控制主轴‑轴承系统预紧力和预紧位移的功能。本发明通过压可滑动后套筒结构设计，同时结合电作动器、力传感器和位移传感器实现了定位预紧和定压预紧两种模式。

主权项

一种基于压电作动器在线监测与控制主轴‑轴承系统预紧力和预紧位移的高速精密主轴系统，其特征在于：包括主轴壳体、前套筒组件、后套筒组件、压电作动器组件和主轴，所述前套筒组件固定安装在主轴壳体内，所述后套筒组件通过球笼导向轴承沿着主轴的轴线滑动地安装在主轴壳体内，主轴通过轴承同轴固定安装在前套筒组件和后套筒组件内，在主轴壳体上沿主轴圆周均布有多个与主轴相平行的用于对后套筒施加轴向载荷的压电作动器组件，所述压电作动器组件包括压电作动器、力传感器和预紧力调节螺栓，其中，压电作动器滑动设置在绕主轴轴线均布并平行于主轴轴线的光孔中，压电作动器的与后套筒的法兰盘相对的一端固定力传感器，压电作动器的另一端与嵌设在主轴壳体上的预紧力调节螺栓连接；在前套筒和后套筒的外筒壁上沿其圆周设置有冷却水道；在前套筒和后套筒中均嵌入设置有温度传感器，用于检测轴承的工作温度；在主轴壳体内设有用于监测转子转速的编码器；在后套筒上设置后套筒位移传感器，用于监测后套筒的轴向位移。